无机房电梯的环保性能分析

魏 军 雷 乾

沈阳远大智能工业集团股份有限公司 辽宁 沈阳 110027

【摘 要】电梯历经百年的发展，电梯应用技术不断的提高，在九十年代初期，液压电梯曾因其结构紧凑、机房位置灵活而在发达国家倍受用户青睐，但是液压电梯主要缺点之一就是能量消耗大。无机房电梯在液压电梯优点的基础上，采用永磁同步无齿轮曳引驱动系统取代液压传动系统，因此其在结构、性能、节能等方面均优于液压电梯。在电梯市场的激烈竞争下，如何增强竞争力是各电梯公司研究的重点，以绿色、环保、节能为开发特色的无机房电梯开启了电梯结构的新纪元。

【关键词】电梯；无机房电梯；环保节能

1、无机房电梯是节能电梯的楷模

首先，无机房电梯减少了建筑商的成本支出。

无机房电梯井道布置结构如下图：

由上图看出，将驱动主机布置在顶层井道侧壁之间；控制柜安装在顶层层门旁边；限速器固定在主导轨上；对重在轿厢的侧面（驱动主机侧）。上述布置在电梯取消机房后，能充分利用井道截面，且有利于实现安装、调试和维修。

在总体及主要构件设计中，考虑了GB7588电梯标准对安全空间的要求，并最大限度的压缩顶层高度为目标，以达到充分发挥无机房电梯的优点为目的。

电梯顶层就是控制系统和曳引驱动主机的结构位置，省略了顶层上面额外的的空间-机房，使建筑结构紧凑，减少了建筑的成本支出。

其次，驱动主机采用永磁同步无齿曳引机，由于减少了励磁电流的能源消耗，使其整体能耗降低了30%左右，沒有了机械减速装置，使其效率更高，更节能。

电梯的心脏-先进的控制系统和安全、稳定的驱动主机，科学的结构，和曳引机自身优点，是电梯更节能的前提。

2、无机房电梯是绿色、环保的电梯

首先，驱动主机采用永磁同步无齿曳引机，由于减少了励磁电流的能源消耗，没有了有齿曳引机那种机械减速装置，使其噪音更底，更环保；永磁同步无齿曳引机不需齿轮油，避免了因齿轮油而造成的环境污染，可以说是一种绿色环保型驱动系统。无机房电梯设计以人为本，曳引驱动采用了一种全新的布置方案，即把主机与一个小机座刚性连接，曳引轮处钢丝绳和对重钢丝绳分别位于机座的前后两侧，计算得出50%额定载荷时该刚性体的重心，把此重心位置正对对重导轨中心放置，通过校和计算可知电梯在空载和满载情况下重心前后偏移量在±10mm以内，从而最大限度的减少了主机对导轨的压弯应力，同时在机顶加装固定支架，进一步加强。

其次，通过对噪音及振动源的研究，采用有效的措施消除、阻止、降低噪音、振动的产生和传递，以减小对轿厢内乘客和井道外周围环境的影响。轿厢轿架采用分体式双重减震设计，通过上梁上反绳轮拖动，整个轿厢轿架系统通过导靴上的橡胶及弹簧等减震元件与导轨隔离，同时轿厢又通过其底部和顶部的减震橡胶与轿架系统隔离，最大限度的减少了外部震源对乘客所处轿厢的影响，即使梯速提高人在轿厢内也同样会感觉到平稳，舒适。轿厢采用了通用的结构设计，能够最大限度的满足客户对装潢和内饰的需求，使乘客更温馨、舒适。

3、可靠的安全性和控制性

无机房电梯具有可靠的紧急操作，在电梯发生故障，但供电系统不停电的情况下，可以通过控制系统的紧急电动运行功能来进行救援工作；在供电系统停电的情况下，控制系统中设有的专用救援备用电源，能打开驱动主机制动器和提供必要的照明。根据永磁同步电机发电制动原理开发的紧急操作系统，在停电救援时，能够控制轿厢移动速度，可通过显示灯和蜂鸣器两种方式来监测轿厢位置，以便尽快安全地救援乘客。

同时，为了达到轿厢整体结构紧凑的目的，开发了位于轿厢底部、动作灵敏、安装调整方便的新型安全钳提拉系统，以满足无机房电梯整体结构布置的要求，以及上下行超速的保护。由于无齿轮曳引机的曳引轮与电动机同轴，通常曳引轮与制动轮同体，因此，采用永磁同步无齿轮曳引电机技术，可不设上行超速保护系统。

采用永磁同步电机较高地提高了电梯曳引系统的安全性和可靠性。当曳引机制动失灵或其它故障引起电梯向上行方向溜车，乃至飞车时，它具有安全保护作用。满足我国技术标准GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》9.10轿厢上行超速保护装置的要求。在失电时由接触器常闭触点将电动机电枢绕组短接（或串接可调电阻器后短接），当出现超速（不论上行、下行）故障时，控制系统监测到超速信号，立即切断控制器供电回路，并将电动机电枢绕组短接（或串接可调电阻器后短接）。这时，静止的绕组切割旋转的永磁体产生的磁场而感应出电动势，在闭合的电枢绕组回路中引起电流，该电流在磁场作用下引起力矩，企图带动电枢绕组随磁极一起旋转；同时，该转矩的反力矩则作用在转子磁极上，力图使转子随定子电枢绕组一起停止下来，是一个制动转矩。该过程类似于直流电机的能耗制动，从而实现了防坠落防飞车（制动转矩可通过电阻器调节使溜车速度可控）。永磁体和闭合的电枢绕组相互作用，产生停车自闭这种非接触双向保护，大大增加了电梯的安全性和可靠性。

合理布置瘦长型控制柜内的电器元件，使得控制柜的总体尺寸为420mm（宽）×300mm（厚）×2194mm（高），便于结构安装和布置。另外，控制柜前面（包括门）为防水结构，能防止清扫用水意外进入控制柜。采用变频控制同步拖动系统，根据驱动主机类型选配永磁同步电机变频器；控制系统采用VVVF变频控制系统，在乘坐舒适感，运行的可靠性及降低噪声等各方面得到了很大的提高。

结语

综上所诉，无机房电梯的设计真正做到了以人为本，人性化设计，在保证安全可靠的同时，让置身电梯中的人感到温馨、舒适，是真正意义上的绿色、环保、节能电梯。

参考文献：

[1]陈家盛，电梯结构原理及安装维修.北京：机械工业出版社，2011.

[2]张琦，现代电梯构造与使用.北京：清华大学出版社，2004.